随着乙烯和丙烯市场需求量的不断攀升,蒸汽裂解工艺虽具有良好的生产乙烯的能力,但是其副产丙烯的量难以满足市场的需要,且能耗大、原料范围窄操作弹性差。催化裂解技术作为生产低碳烯烃的又一重要过程,因具有原料适应性广、装置操作弹性大等优点,越来越受到人们的关注,其研究领域主要集中在催化剂和催化裂解工艺方面。本文首先对常规裂解催化剂的反应规律进行考察,然后针对USY催化剂、ZSM-5催化剂和β催化剂在催化反应过程中产物分布特点,选用经预处理后的β分子筛作为活性组分,通过优化催化剂合成工艺过程,制备得到新型催化裂解催化剂NC-4,并对其反应性能进行研究。在催化裂解VGO的反应过程中,参比催化剂中USY催化剂与ZSM-5催化剂的比例为1:1时增产低碳烯烃的效果最佳;NC-4催化剂与此参比催化剂相比,丙烯收率虽低1.45个百分点,但VGO在NC-4催化剂上的转化率比在该参比催化剂上高出2.73个百分点,且NC-4催化剂总的轻烃收率高,所以NC-4催化剂有望替代复合催化剂应用于重油催化裂解增产低碳烯烃过程。在提升管装置上通过调节操作条件,对新型催化剂NC-4的反应性能进行优化,控制停留时间为2.2 s,反应温度由500℃升高到580℃,原料的转化率由81.68%增加到89.81%,三烯收率由31.05%升高到41.34%;反应温度保持550℃,停留时间由1.55 s延长到3.43 s,原料的转化率由75.60%升高到95.69%,三烯收率由27.58%增加到52.42%,NC-4催化剂在540℃～560℃,停留时间为2.4 s左右下进行反应,可获得较好的低碳烯烃收率及选择性。VGO在NC-4催化剂上发生裂解反应丁烯的收率约为18%,汽油组分中烯烃含量高且主要为C5、C6烯烃,而这些组分是生产丙烯不可多得的原料。将VGO在550℃下裂解生成的C4组分和轻汽油进行回炼,丙烯收率可提高2.49个百分点;通过回炼产生的低价物比在相同反应温度下通过延长停留时间产生的要少,且液化气中丙烯含量高。因而,将NC-4催化剂应用于重油催化裂解过程并辅之以相应的操作工艺,有益于满足当前化工行业对于高附加值化工产品的需求。